【正文】 三周的課程設(shè)計(jì)雖然短暫而勞累，但卻給我以后的道路指出一條明路，那就是思考著做事，將事半功倍。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，有很多數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)出來(lái)不一定能如人意，有些要反復(fù)試算很多遍 ，很能考驗(yàn)?zāi)托?。這次的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容包括工藝流程的設(shè)計(jì)，塔板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)的校驗(yàn)。由于填料層壓力降較大，減弱了壓力波動(dòng)的影響，從而建立了較好的氣體分布；同時(shí)，本裝置由于直徑較小，可采用簡(jiǎn)單的進(jìn)氣分布裝置。 常壓塔氣體進(jìn)出口管氣速可取 10～ 20m/s（高壓塔氣速低于此值）；液體進(jìn)出 口管氣速可取 ～ （必要時(shí)可加大些）。 氣體出口裝置既要保證氣流暢通，又要盡量除去被夾帶的液沫。且需要將其擱置在焊接于塔壁的支持圈或支持塊上。采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自由截面較大、金屬耗用量較小的柵板作為支撐板。 本設(shè)計(jì)塔徑 D=800mm，采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自由截面較大、金屬耗用量較小，由豎扁鋼制成的柵板作為支承板，將其分成兩塊，柵 板條之間的距離約為 。這樣，柵板自由截面較大，如圖 （ c）所示。柵板可以制成整塊或分塊的。 綜上所述，本設(shè)計(jì)選用邊圈槽形再分布器，邊槽寬度為 70mm，溢流管直徑為 25mm。壁流液匯集于邊圈槽中，再由溢流管引入填料層。（ b）型是在截錐上方設(shè)支承板，截錐以下隔一段距離再放填料，需分段卸出填料時(shí)可用此型。分布盤(pán)上的孔數(shù)按噴淋點(diǎn)數(shù)確定，孔徑為 ? 。因而導(dǎo)致壁流增加、填料主體的流量減小、塔中心的填料不被潤(rùn)濕，影響了流體沿塔橫截面分布的均勻性，降低傳質(zhì)效率。 分布點(diǎn)密度計(jì)算： 為了使液體初始分布均勻，原則上應(yīng)增加單位面積上的噴淋點(diǎn)數(shù)。根據(jù)氨氣易溶解的性質(zhì)，可選用目前應(yīng)用較為廣泛的多孔型布液裝置中的排管式噴淋器。這種分布器氣體阻力小，特別使用于液量小而氣量大的填料吸收塔。盤(pán)式分布器常用于直徑較大的塔中，基本可保證液體分布均勻，但其制造較麻煩。這種噴淋器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但只適用于直徑小于 600mm的塔中，且小孔易堵塞。因此，液體在塔頂?shù)某跏季鶆驀娏?，是保證填料塔達(dá)到預(yù)期分離效果的重要 16 條件。 u —— 空塔氣速，即按空塔截面積計(jì)算的混合氣體線速度， m/s. 圓整后取 D=（常用的標(biāo)準(zhǔn)塔徑為 400、 500、 600、 700、 800、 1000、 1200、1400、 1600、 202 2200） 泛點(diǎn)率校核： smu / 36003200 2 ??? ??Fuu （對(duì)于散裝填料，其泛點(diǎn)率的經(jīng)驗(yàn)值為 ~?Fuu ）填料規(guī)格校核： ???dD 液體噴淋密度校核： 取最小潤(rùn)濕速率為： )/()( 3m in hmmL W ?? 32 / mmat ? 所以 )/()( 23m i nm i n hmmaLU tW ?????? 12 m i n2322)/( UhmmDLU h???? ????? 經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用 mD ? 合理。 10 第 二 節(jié) 填料塔工藝尺寸的計(jì)算 填料塔工藝尺寸的計(jì)算包括塔徑的計(jì)算、填料能高度的計(jì)算及分段 塔徑的計(jì)算 混合氣體的密度 333 / mkgRTMPG ?? ??????? 填料總比表面積： 32 / mmat ? 水的黏度 smPaL ?? ? 采用貝恩 霍根泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)式計(jì)算泛點(diǎn)速度： )()(]l g [81418/14/132?????????????????????????????LVVLLLVtFwwKAagu?????? smugauFLLVtF/9 9 6 3 4 3 3 4 332??? ???????? ? μ F—— 泛點(diǎn)氣速， m/s； g—— 重力加速度， 9． 81m/s2 at—— 填料總比表面積， m2／ m3 ε —— 填料層空隙率， m3／ m3； ρ V,ρ L—— 氣相、液相密度， k/m3； μ L—— 液體粘度， mPa Y Y2—— 分別為進(jìn)塔及出塔氣體中溶質(zhì)組分的摩爾比， koml/koml。 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù) 液相物性數(shù)據(jù) 對(duì)低濃度吸收過(guò)程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。聚丙烯填料在低溫（低于 0℃）時(shí)具有冷脆性，在低于 0℃的條件下使用要謹(jǐn)慎，可選用耐低溫性能好的聚氯乙烯填料。 (3)塑料填料。 7 (2)金屬填料。 表 31 填料種類(lèi) D/d的推薦值 拉西環(huán) D/d? 20~30 鞍環(huán) D/d? 15 鮑爾環(huán) D/d? 10~15 階梯環(huán) D/d8 環(huán)矩鞍 D/d8 填料材質(zhì)的選擇 工業(yè)上，填料的材質(zhì)分為陶瓷、金屬和塑料三大類(lèi) . (1)陶瓷填料。同類(lèi)填料，尺寸越小，分離效率越高，但阻力增加，通量減小，填料費(fèi)用也增加很多。 波紋填料的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，阻力小，傳質(zhì)效率高，處理能力大，比表面積大。 金屬板波紋填料是板波紋填料的主要形式。波紋填料按結(jié)構(gòu)分為網(wǎng)波紋填料和板波紋填料兩大類(lèi)，可用陶瓷、塑料、金屬等材質(zhì)制造。環(huán)矩鞍填料將環(huán)形填料和鞍形填料兩者的優(yōu)點(diǎn)集于一體，其綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)和階梯環(huán)，是工業(yè)應(yīng)用最為普遍的一種金屬散裝填料。矩鞍填料一般采用瓷質(zhì)材料制成，其性能優(yōu)于拉西環(huán)?；“疤盍蠌?qiáng)度較差，容易破碎，工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用不多。 (4)弧鞍填料。階梯環(huán)是對(duì)鮑爾環(huán)的改進(jìn)，與鮑爾環(huán)相比，階梯環(huán)高度減少了一半，并在一端增加了一個(gè)錐形翻邊。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開(kāi)孔，大大提高了環(huán)內(nèi)空間及環(huán)內(nèi)表面的利用率，氣體阻力小，液體分 布均勻。拉西環(huán)填料的氣液分布較差，傳質(zhì)速率低，阻力大，通量小，目前工業(yè)上已很少用了。散裝填料根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同，可分為環(huán)形填料、鞍形填 料、環(huán)鞍形填料及球形填料等。 塔填料的選擇包括確定填料的種類(lèi)、規(guī)格及材料。 填料的類(lèi)型與選擇 填料的種類(lèi)很多，根據(jù)裝填方式的不同，可分為散裝填料和規(guī)整填料兩大類(lèi)。且氨氣不作為產(chǎn)品，故采用純?nèi)?劑。 (5)其他 所選用的吸收劑應(yīng)盡可能滿足無(wú)毒性、無(wú)腐蝕性，不易燃易爆、不發(fā)泡、冰點(diǎn)低、價(jià)廉易得以及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等要求。 (1)溶解度 吸收劑對(duì)溶質(zhì)組分的溶解度要大，以提高吸收速率并減少吸收劑的用量。 2 第 一 節(jié) 填料塔主體設(shè)計(jì)方案的確定 裝置流程的確定 本次設(shè)計(jì)采用逆流操作：氣相自塔低進(jìn)入由塔頂排出，液相自塔頂進(jìn)入由 塔底排出，即逆流操作。 (2)除去有害組分以凈化氣體。 為了避免化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生的大量的含有氨氣的工業(yè)尾氣直接排入大氣而造成空氣污染，需要采用一定方法對(duì)于工業(yè)尾氣中的氨氣進(jìn)行吸收，本次課程設(shè)計(jì)的目的是根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用填料吸收塔吸收的方法來(lái)凈化含有氨氣的工業(yè)尾氣，使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái)由于填料塔結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，新型的、高負(fù)荷填料的開(kāi)發(fā)，既提高了塔的通過(guò)能力和分離效能又保持了壓降小、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。 目 錄 前 言 .......................................................................................................................................................... 1 第一節(jié) 填料塔主體設(shè)計(jì)方案的確定 ........................................................................................... 2 裝置流程的確定 ............................................................................................................................. 2 吸收劑的選擇 ............................................................................................................................. 2 課程設(shè)計(jì)任務(wù) ................................................................................................................................ 3 填料的類(lèi)型與選擇 ....